Цветной акустоскоп

 

Изобретение относится к акустической технике и может быть использовано при ультразвуковой интроскопии внутренней структуры акустически прозрачных сред. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение точности цветовой визуализации показателя преломления исследуемой среды за счет исключения ошибки юстировки. Акустоскоп содержит двухцветный монохроматический источник 1 светового излучения,коллиматор 2, пространственно-временной модулятор 3 света (ПВМС), связанный с приемоусилительными элементами кольцевой решетки 11, сферическую линзу 4, комплексньш транспарант 5 и астигматическую систему. В результате просвечивания ПВМС 3 двухцветным коллимированньм светом формируется двухцветная оптическая модель принимаемого ультразвукового поля. Так как дпина световых волн двухцветного потока удовлетворяет соотношению AjHj, где п, п .- соответственно минимальное и максимальное значения визиализируемого показателя преломления , то в общей выходной плоскости отображается распределение плотности внутри исследуемого объекта. Параметры астигматической системы выбраны таким образом, что координатные системы выходных плоскостей световых волн Д и Aj совмещены. 1 ил. 3 л (Л оо to 4 сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUHAËИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 N 29 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЪ1ТИЙ (21) 3963921/25-28 (22) 16.10.85 (46) 23.05.87. Бюл. Ф 19 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Е.Н.Воронин (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1259809, кл. G 01 N 20/04, 1984. (54) ЦВЕТНОЙ АКУСТОСКОП (57) Изобретение относится к акустической технике и может быть использовано при ультразвуковой интроскопии внутренней структуры акустически прозрачных сред. Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение точности цветовой визуализации показателя преломления исследуемой среды за счет исключения ошибки юстировки. Акустоскоп содержит двухцветный монохроматический источник

1 светового излучения, коллиматор 2, „„SU„„1312475 A 1 пространственно-временной модулятор

3 света (ПВМС), связанный с приемоусилительными элементами кольцевой решетки ll, сферическую линзу 4, комплексный транспарант 5 и астигматическую систему. В результате просвечивания ПВМС 3 двухцветным коллимированным светом формируется двухцветная оптическая модель принимаемого ультразвукового поля. Так как длина световых волн двухцветного потока удовлетворяет соотношению Я,я„=

= Я2п, где п1, п .- соответственно минимальное и максимальное значения визиализируемого показателя преломления, то в общей выходной ппоскости отображается распределение плотности внутри исследуемого объекта.

Параметры астигматической системы выбраны таким образом, что координатные системы выходных плоскостей световых волн Л„ и Л совмещены. 1 ил.

1 131

Изобретение относится к акустической технике и может быть использовано при ультразвуковой интроскопии внутренней структуры акустически прозрачных сред.

Цель изобретения — упрощение конструкции акустоскопа и повышение точности цветовой визуализации показателя преломления исследуемой среды эа счет исключения ошибки юстировки.

FIa чертеже представлена функциональная схема цветного акустоскопа.

Цветной акустоскоп содержит двухцветный монохроматический источник

l светового излучения (двухчастотный лазер с длинами волн il и 1 ), установленные последовательно по ходу светового потока коллиматор 2, пространственно-временной модулятор 3 света (ПВМС), положительную сферическую линзу 4, комплексный транспорант 5 и астигматическую систему, состоящую из последовательно расположенных по ходу светового потока положительной сферической линзы 6, дихроического зеркала 7, предназначенного для отражения светового потока длиной волHbI ) и пропускания светового потока длиной волны 1, цилиндрических линз

8 и 9, установленных по ходу светоВых потОкОВ длиной ВОлны g и 32 сО отвегственно, непрозрачного зеркала

l0, установленного по ходу светового потока длиной волны и кольцевую решетку 11 приемоусилйтельных элементов, предназначенную для связи с исследуемой средой. Двухцветный ис» точник l светового излучения и комплексный транспорант 5 установлены соответственно в передней и задней фокальных плоскостях сферической линзы 4. Приемоусилительные элементы кольцевой решетки 11 связаны с соответствующими каналами пространственно-временного модулятора 3 света.

Дихроическое и непрозрачные зеркала 7 и 10 установлены таким образом, чтобы координатные системы выходных плоскостей световых волн, и 3Z были совмещены. Фокусное расстояние цИлиндрической линзы 8 и ее положение выбрани с уменьшением перекоса изображения п /п,-раз.

Цветной акустоскоп работает следующим образом.

Звуковые волны, проникающие в исследуемую среду 12 с неоднородностью

l3, ослабляются и рассеиваются в них. ,При этом источники волн могут быть

40 родных сред с показателями преломления и„, п>. Действительно, функция пропускания Т представляет собой

Фурье-преобразование по переменной х Fz I ...$ от функций Грина элементов кольцевой решетки Р(Р) = F(X,Y), т.е.

T(g„, Y) F (F(X,Y)3

Б силу закона подобия, в любой однородной среде с показателем преломления пФ1 функция Грина изменяется в масштабе

Рд (Р) = nF (nl ) = nF (nX, nY)

Поэтому в соответствии с теоремой о преобразовании масштаба

Т (Я„7) = Т(Я„/и и 7), т.е. транспарант, соответствующий среде с показателем преломления, растягивается по оси х и сжимается

R по у в и раз„Поскольку Я„=у х/m>, где К = 2 я / — волновое число

2475 2 как трансмиссионными, так и эмиссионными: подсвет среды 12 может осуществляться как непосредственно приемо" усилительными элементами кольцевой решетки 11, так и специальным зондоь, введенным внутрь среды. Ослабленные или рассеянные волны регистрируются приемоусилительными элементами кольцевой решетки ll, которые

10 управляют прозрачностью соответствующих каналов ПВМС 3. В результате просвечивания ПВМС 3 двухцветным коллимированным светом, создаваемым лазером 1 и коллиматором 2, форми15 руется двухцветная оптическая модель принимаемого ультразвукового поля.

В результате когерентно-оптичес кой обработки пространственно-временных сигналов отображается в общей

20 выходной плоскости ху распределение эквивалентных источников, причем вдоль декартовой координаты х воспроизводится полярная координата а вдоль у — координата р всех точек

25 исследуемой среды 12 и 13, При этом поскольку комплексный транспарант

5 рассчитан по функциям Грина приемо-усилительных зондов кольцевой решетки 11 в воздухе, а длины све3О товых волн двухцветного пучка удовлетВОряют соОТНОшению И „и Л 2 п 2 то функция пропускания транспаранта 5 вдоль измерения х (вдоль ПВМС

3) сохраняет свою силу и для одноСоставитель О.Несова

Редактор Г.Волкова Техред Л.Сердюкова

Корректор С.Шекмар

Заказ 1967/43 Тираж 777

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 11осква, 7<-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г..ужгород, ул.Проектная, 4

3 13124 света, f — фокусное расстояние линзы 4, m = Х/х — масштаб адресации сигналов элементов ко. ьцевой решетки 11 в каналы IIBMC 3, то при выполнении указанного выше соотношения и„ Л„ = и Л растяжение транспаранта по оси х компенсируется пропорциональным уменьшением длины волны света. Поэтому на общем выходе осуществляется смешение цветовых образов в fp общем масштабе, ибо сжатие транспаранта по оси у компенсируется соответствующим уменьшением одного из цветовых образов селективной астигматической системой с дихроическим f5 зеркалом 7 и неидентичными цилиндрическими линзами 8 и 9, обеспечивающими перенос иэображения с увеличением в .отношении п /и, . Благодаря этому, осуществляется цветовое д1 кодирование распределения плотности внутри исследуемой среды, при котором промежуточные знач .ния показателя преломления n„ (и (п раскрашиваются в промежуточные цвета. По- 25 скольку при этом используется один канал когерентно-оптической обработ,ки сигнала с единственным ПВМС 3 и транспарантом 5, то снижается его критичность к возможным ошибкам юсти-.30 ровки элементов, неидентичности ПВМС и транспарантов °

Таким образом, предлагаемый акустоскоп имеет более высокую точность цветовой визуализации показателя преломления при более простой конструкции.

Формула изобретения40

Цветной акустоскоп, содержащий источник монохроматического светового излучения, последовательно расположенные по ходу светового излучения 45 коллиматор, пространственно-времен75 4 ной модулятор света, положительную линзу, комплексный транспарант, установленный в задней фокальной плоскос.ти положительной линзы, в передней ф6кальной плоскости которой размещен источник монохроматического светового излучения, астигматическую систему, состоящую иэ последовательно расположенных положительной сферической линзы, дихроического зеркала и цилиндрической линзы, кольцевую решетку приемо-усилительных элементов, предназначенную для связи с исследуемой средой, каждый из приемо усилительных элементов кольцевой решетки свя" зан с соответствующим каналом пространственно-временного модулятора света, комплексный транспарант совмещен с входной плоскостью астигматической системы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности цветовой визуализации показателя преломления и упрощения конструкции, он снабжен непрозрачным зеркалом и второй цилиндрической линзой, источник монохроматического светового излучения выполнен двухцветным с длинами световых волн Л„ и Л, удовлетворяю" щими условию неизменности функции пропускания транспоранта, дихроическое зеркало выполнено прозрачным для световой волны длиной . Л>и отражающим для световой волны длиной Л„, непрозрачное зеркало установлено по. ходу светового потока длиной волны дихроическое и непрозрачные зеркала установлены таким образом, что выходные плоскости световых потоков длиной волны h,.è Л совмещены, вторая цилиндрическая линза установлена. по ходу светового потока длиной волны Л, отраженного от дихроического зеркала, и предназначена для уменьшения переноса изображения в выходных плоскостях световых потоков длиной волны Л,и Я .

Цветной акустоскоп Цветной акустоскоп Цветной акустоскоп 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля качества материалов и изделий в различных областях промьшшенности

Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии изделий и материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности для определения качества продукции при контроле

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и используется для обнаружения, визуализации и определения размеров дефектов

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий ультразвуковым методом и может быть использовано для контроля толстолистового проката

Изобретение относится к медицинской ультразвуковой диагностической аппаратуре, более конкретно к ультразвуковым средствам формирования и визуализации трехмерных изображений строения костных структур при неинвазивных медицинских обследований пациентов

Изобретение относится к области контроля качества листового стекла и может быть использовано для контроля структуры листового стекла при его производстве и последующей эксплуатации

Изобретение относится к области физической оптики и акустоэлектронике и может быть использовано для контроля качества многослойных плоских пластин на предмет выявления дислокации и формы внутренних неоднородностей в таких объектах путем визуализации неоднородностей в видимом свете

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для эхолокации подводных объектов при задачах ультразвукового неразрушающего контроля и ультразвуковой медицинской диагностики внутренних органов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при ультразвуковой диагностике плоских металлоконструкций определенной толщины
Наверх